本病的心室間隔缺損位于右心室間隔的膜部。肺動(dòng)脈口狹窄可能為瓣膜、右心室漏斗部或肺動(dòng)脈型，而以右心室漏斗部型居多。主動(dòng)脈根部右移，騎跨在有缺損的心室間隔之上，故與左、右心室均多少直接相連。在20～25%的病人，主動(dòng)脈弓和降主動(dòng)脈位于右側(cè)。右心室壁顯著肥厚。肺動(dòng)脈口狹窄嚴(yán)重而致閉塞時(shí)，則形成假性動(dòng)脈干永存。

本病合并有卵圓孔未閉或心房間隔缺損時(shí)稱為法樂(lè)五聯(lián)癥，其臨床表現(xiàn)與法樂(lè)四聯(lián)癥相仿。本病還可合并右位心、雙側(cè)上腔靜脈、動(dòng)脈導(dǎo)管未閉、部分性肺靜脈畸形引流、房室共道永存、三尖瓣關(guān)閉不全等。

由于肺動(dòng)脈口狹窄造成血流入肺的障礙，右心室排出的血液大部分經(jīng)由心室間隔缺損進(jìn)入騎跨的主動(dòng)脈，肺部血流減少，而動(dòng)靜脈血在主動(dòng)脈處混合被送達(dá)身體各部，造成動(dòng)脈血氧飽和度顯著降低，出現(xiàn)紫紺并繼發(fā)紅細(xì)胞增多癥。肺動(dòng)脈口狹窄程度輕的病人，在心室水平可有雙向性的分流。右心室壓力增高，其收縮壓與左心室和主動(dòng)脈的收縮壓相等，右心房壓亦增高，肺動(dòng)脈壓則降低。

四聯(lián)癥的胚胎發(fā)育障礙是由于肺動(dòng)脈圓錐遠(yuǎn)段或右心室漏斗部發(fā)育不全，未發(fā)生反向倒位，于是主動(dòng)脈瓣保持胚胎期位置，處于肺動(dòng)脈瓣的右側(cè)，漏斗部間隔亦即壁束在正常發(fā)育時(shí)行走方向應(yīng)為向后向下向右，而四聯(lián)癥病人則其走向改變?yōu)橄蚯跋蛏舷蜃蠖褂趫A錐前壁，這樣當(dāng)圓錐部近段與心臟融合后即產(chǎn)生右心室流出道狹窄。同時(shí)由于漏斗部間隔位置向前向上因而未能在心室間隔的上方占居隔束左前上支和右后下支之間的空隙，于是在漏斗部間隔亦即室上嵴的后下方形成巨大的心室間隔缺損，肺動(dòng)脈圓錐發(fā)育不良又引致主動(dòng)脈開(kāi)口移向右側(cè)，騎跨于心室間隔缺損的上方。